13 压力变化器.docx
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13压力变化器
第十三章压力变化器
目的：
介绍变化压力的所有单元操作模型:
Pump（泵）、Compressor（压缩机）和计算通过管或阀的压力变化的模型。
（1）操作Pump模型
●Pump模块能模拟：
Ø泵
Ø水力透平
●计算或输入功率
●Heater模型只能用于压力计算
●Pump设计成处理单液相
●能规定气-液或气-液-液计算以确定出口物流条件
（2）泵性能曲线
●通过规定标量参数或泵性能曲线能进行核算
●规定：
Ø有量纲曲线：
压头对流量
功率对流量
Ø无量纲曲线：
压头系数对流量系数
（3）操作Compr模型
●Compr模块能模拟：
Ø多变离心压缩机
Ø多变正位移压缩机
Ø等熵压缩机
Ø等熵透平
●计算或输入功率
●Heater模型只能用于压力计算
●Pump设计成处理单相或多相
●Compr能计算压缩机轴速率
（4）压缩机性能曲线
●通过规定压缩机性能曲线进行核算
●规定：
Ø有量纲曲线：
压头对流量
功率对流量
Ø无量纲曲线：
压头系数对流量系数
●Compr不能处理透平性能曲线
（5）功流股
●对于泵和压缩机能规定任何数量的功流股
●对于来自泵或压缩机的净功负荷，能通过规定一个出口功流股来计算
●净功负荷是入口功流股之和减去实际功（计算的）
（6）操作阀模型
●阀模块可用来模拟：
Ø控制阀
Ø压力变送器
●阀模型可建立通过阀的压降与阀流量系数的关系
●阀模型假定流量是绝热的
●阀模型可确定出口物流的热状态和相态
●阀模型能执行单相计算或多相计算
●可以计入由管线接头造成的压头损失的影响
●有下列三种计算类型：
Ø规定了出口压力的绝热闪蒸（压力变化器）
Ø计算在规定出口压力下的阀流量（设计）
Ø计算所规定阀的出口压力（核算）
●阀模型可以检查被阻塞的流量
●可计算气蚀指数
（7）操作管线模型
●Pipe模块计算单管段中的压降和传热
●Pipeline模块可用于多管段的管线
●不模拟入口效应
●Pipe可执行单相计算或多相计算
●如果入口压力已知，Pipe可计算出出口压力
●如果出口压力已知，Pipe可计算出入口压力并可更新入口物流的状态变量
（8）举例：
压力变送器
目的：
创建一个流程来模拟环己烷生产过程，熟悉其中的压力变化器单元。
环己烷可以用苯加氢反应得到，反应如下：
C6H6（苯）+3H2（氢气）=C6H12（环己烷）
在进入固定床接触反应器之前，苯和氢气进料与循环氢气和环己烷混合。
假设苯转化率为99.8%。
反应器出料被冷却，轻气体从产品物流中分离出去。
部分轻气体作为循环氢气返回反应器。
从分离器出来的液体产品物流进入蒸馏塔进一步脱除溶解的轻气体，使最终产品稳定。
部分环己烷产品循环进入反应器，辅助控制温度。
●H2IN物流：
ØT=120FP=335psi
ØTotalflow=330lbmol/hr
ØMolefracH2=0.975N2=0.005CH4=0.02
●BZIN物流：
ØT=100FP=15psi
ØBenzeneflow=100lbmol/hr
●FEEDMIX模块（HeatExchangers/Heater模型）：
ØT=300FP=330psi
●REACT模块（Reactors/Rstoic模型）：
ØT=400FPdrop（压降）=15psi
ØBenzeneconv（转化率）=0.998
●VFLOW模块（Mixers/Splitters/FSplit模型）：
Ø去物流H2RCY的流量为92%
●LFLOW模块（Mixers/Splitters/FSplit模型）：
Ø去物流CHRCY的流量为30%
●HP-SEP模块（Separators/Flash2模型）：
ØT=120FPdrop=5psi
●COLUMN模块（Columns/RadFrac模型）：
ØNstage=12RR=1.2Feedstage=8
ØMole-B（塔釜采出量）=99lbmol/hrP=200psi
Ø只有气体蒸馏物的部分冷凝器
●FEEDPUMP模块（PressureChangers/Pump模型）：
ØPumpefficiency=0.6Driverefficiency=0.9
Ø性能曲线：
压头
[ft]
流量
[cuft/min]
40
20
250
10
300
5
400
3
●PIPE模块（PressureChangers/Pipe模型）：
Ø碳钢，系列号40，直径为1in，长度为25m
●PUMP模块（PressureChangers/Pump模型）：
Ø出口压力为335psi
●COMP模块（PressureChangers/Compr模型）：
Ø等熵，出口压力为335psi
●VALVE模块（PressureChangers/Valve模型）：
Ø出口压力为290psi，Globevalve，V810equalpercentflow，尺寸为1.5in
●用RK-SOAVE物性方法
●完成后另存为文件名：
CYCLOHEX.BKP
画流程图，如下。
输入组分。
有氢气、氮气、甲烷、苯和环己烷。
物性方法采用RK-SOAVE。
查看二元交互参数。
指定BZIN物流。
T=100F、P=15psi、Benzeneflow=100lbmol/hr。
指定H2IN物流。
T=120F、P=335psi、Totalflow=330lbmol/hr、Molefrac：
H2=0.975，N2=0.005，CH4=0.02。
指定COLUMN模块。
Nstage=12、只有气体蒸馏物的部分冷凝器、Mole-B（塔釜采出量）=99lbmol/hr、RR=1.2。
Feedstage=8。
P=200psi。
指定COMP模块。
等熵、出口压力为335psi。
指定FEED-MIX模块。
T=300F、P=330psi。
指定FEED-PUMP模块。
使用性能曲线、Pumpefficiency=0.6、Driverefficiency=0.9。
设定性能曲线。
Flowvariable选Vol-Flow（体积流量）。
设定性能曲线。
输入4组数据。
注意Flow的单位选cuft/min。
指定HP-SEP模块。
T=120F、Pdrop=5psi。
指定LFLOW模块。
去物流CHRCY的流量为30%。
指定PIPE模块。
碳钢、系列号40、直径为1in、长度为25m。
指定PUMP模块。
出口压力为335psi。
指定REACT模块。
T=400F、Pdrop（压降）=15psi。
点击New...输入反应。
点击New...按扭添加新反应
输入反应C6H6+3H2=C6H12和Benzeneconv（转化率）=0.998。
注意反应物的计量系数为负值。
输入完成如下。
指定VALVE模块。
Calculationtype选第二项（Calculatevalveflowcoefficient...）、出口压力为290psi。
Globevalve，V810equalpercentflow，尺寸为1.5in。
指定VFLOW模块。
去物流H2RCY的流量为92%。
打开控制面板，运行如下。
COMP模块的结果。
FEEDPUMP模块的结果。
PIPE模块的结果。
PUMP模块的结果。
VALVE模块的结果。
COLUMN模块的结果。
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